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Method Article
During murine myocardial ischemia/reperfusion surgery, correct placement of the occluding ligature is typically confirmed by visible observation of myocardial pallor. Herein, a method of electrocardiographically confirming ischemia and reperfusion, to supplement observed myocardial pallor, is demonstrated in male C57Bl/6 mice.
Many animal models have been established for the study of myocardial remodeling and heart failure due to its status as the number one cause of mortality worldwide. In humans, a pathologic occlusion forms in a coronary artery and reperfusion of that occluded artery is considered essential to maintain viability of the myocardium at risk. Although essential for myocardial recovery, reperfusion of the ischemic myocardium creates its own tissue injury. The physiologic response and healing of an ischemia/reperfusion injury is different from a chronic occlusion injury. Myocardial ischemia/reperfusion injury is gaining recognition as a clinically relevant model for myocardial infarction studies. For this reason, parallel animal models of ischemia/reperfusion are vital in advancing the knowledge base regarding myocardial injury. Typically, ischemia of the mouse heart after left anterior descending (LAD) coronary artery occlusion is confirmed by visible pallor of the myocardium below the occlusion (ligature). However, this offers only a subjective way of confirming correct or consistent ligature placement, as there are multiple major arteries that could cause pallor in different myocardial regions. A method of recording electrocardiographic changes to assess correct ligature placement and resultant ischemia as well as reperfusion, to supplement observed myocardial pallor, would help yield consistent infarct sizes in mouse models. In turn, this would help decrease the number of mice used. Additionally, electrocardiographic changes can continue to be recorded non-invasively in a time-dependent fashion after the surgery. This article will demonstrate a method of electrocardiographically confirming myocardial ischemia and reperfusion in real time.
Herzkrankheit bleibt die führende Todesursache weltweit 1,2. Nicht nur ist der linke Ventrikel (LV) die kräftigste Kammer, verantwortlich für das Blut vom Herzen zu den gesamten Körper pumpt 3, es ist eine gemeinsame Herzverletzungsstelle nach einem Myokardinfarkt 4. Die linksventrikuläre Absterben von Gewebe führt oft zu systolischen Herzinsuffizienz. Tiermodelle von Herzkrankheiten sind unerlässlich für die Förderung der biomedizinischen Forschung kardiovaskulär. Die C57Bl / 6-Stamm von Mäusen eine beliebte Wahl für Tiermodellen haben aufgrund ihrer schnellen Brutzeit, geringe Kosten und Leichtigkeit in genetischen Veränderungen. Die meisten chirurgischen murine Modelle für die Untersuchung von Herzkrankheiten beinhalten Okklusion des LAD Ast der linken Koronararterie. Die LAD wird manchmal mit der linken stumpfen Rand 5,6. Die LAD liefert Blut in den linken Ventrikel vorderen und anterolateralen Wände. LAD Okklusion Studien sind bei der Induktion anterioren Infarkten gerichtet, manchmal int Verlängerungo den unteren und seitlichen Wandbereiche 7.
Zwei Modelle, die häufig für Myokardinfarkt Studien verwendet werden, umfassen chronische Verstopfung Myokardinfarkt und myokardiale Ischämie / Reperfusion. Die chronische Verstopfung wird durch chirurgisch um Vernähen und permanent den Blutfluss durch die LAD zu blockieren. Die Ischämie / Reperfusion wird viel auf die gleiche Weise erstellt nur mit einer vorübergehenden, in der Regel 30 bis 60 min, ischämische Periode. transiente Ischämie, die okkludierende Naht Krawatten um den LAD und einer kleinen PE-Rohr 10 zu erreichen, die parallel zu der LAD an der epikardialen Oberfläche des Herzens platziert ist, von einer Reperfusionsperiode gefolgt, wo der Schlauch und Okkludieren Naht entfernt und Blut um erneut Fluss durch die Arterie und in das Myokard erlaubt. Die Ischämie / Reperfusion der Operation wurde klinisch relevant aufgrund der Natur von Reperfusionsverletzung parallel zu der Behandlung von menschlichen Infarkte zu sein als die prom umfasstpt koronare Angioplastie und Stent-Implantation der Arterie oder koronaren Bypass. Typischerweise wird während dieser Operationen, Ischämie des LV in einem Maus-Herz wird durch sichtbare Blässe der myokardialen Wand bestätigt. Allerdings, indem einfach die Operationen auf einem Elektrokardiogramm (EKG) Pad unter ständiger Überwachung Bedingungen durchgeführt wird, sichtbare Veränderungen können in der EKG-Kurve beobachtet werden, wodurch Ischämie und Reperfusion der Maus Myokard bestätigt.
Obwohl das murine heart für das menschliche Herz in vieler Hinsicht ähnlich ist, einschließlich der vier Kammern Struktur, haben die Herzen auch Unterschiede. Ein offensichtlicher Unterschied ist die durchschnittliche Ruheherzfrequenz von erwachsenen Mäusen ist von 600 bis 700 Schlägen pro Minute (bpm) , während die von erwachsenen Menschen ist ~ 60-100 bpm 8,9. Zusätzlich bei Mäusen die Repolarisation Wellen, J und T, verschmelzen oft mit der Depolarisation QRS-Komplex eine klare ST-Segment schwierig macht , 10 zu erkennen. Um den Prozess der electrocardiographicall erschwereny Myokardischämie bestätigt, es ist die Höhe der T-Welle ist und der ST-Segment , das als Marker für die Diagnose von Ischämie und Myokardinfarkt Verletzungen bei Menschen verwendet werden, bezeichnet klinisch als ST e levation m yocardial i nfarction oder STEMI. Einer der wichtigsten Unterschiede zwischen humanen und murinen Wellenformen ist, daß S-Welle unmittelbar folgt ein J-Welle sein, die direkt in eine negative T-Welle überträgt. Während akuter myokardialer Ischämie in Mäusen , die Amplitude der S-Welle ab , und wird durch eine abnormale J-Welle und eine invertierte T-Welle 11 direkt folgt. Die T-Welle scheint nicht , 11 einen wesentlichen Teil der Repolarisation in Mäusen zu repräsentieren. Trotz Nomenklatur und Maus gegen menschliche Unterschiede, EKG-Bestätigung von murinen myokardialen Ischämie und Reperfusion ist nach wie vor möglich und relativ einfach. Aus Gründen der Vereinfachung Wellenform Auslegung wird das Segment zwischen der SJT bezeichnet als ST-SEGMnt hier.
STEMI - Richtlinien im Jahr 2013 veröffentlicht , einen Patienten Tür-zu-Ballon Zeit von weniger als 90 min 12 .Dies bedeutet , wird empfohlen , dass der Zeitrahmen , von der Identifizierung der Koronararterienokklusion des Patienten , bis die Arterie wieder geöffnet wird , sollte weniger als 90 min betragen. Das schlagende Herz arbeitet ständig und hat daher einen hohen oxidativen Stoffwechsel und ein hohes Maß an Sauerstoffverbrauch 3. Um dies zu schaffen, ist ein Netzwerk von Kapillaren an jedem Myozyten - 3 erhältlich. Es dauert nur ein Herz ein paar Takte seiner Sauerstoff- und Nährstoffversorgung zu erschöpfen. In einem 90 Minuten-Fenster wird eine ischämische Herzregion in einem menschlichen Empfang von zwischen 5.400 und 9.000 Herz blockiert wurden im Wert von sauerstoffreichem Blut schlägt. Im selben 90 Minuten Fenster, wäre eine Maus 54.000 bis 63.000 Herzschläge haben. Versuchszeitpunkte für murine Ischämie / Reperfusionsverletzung liegen typischerweise zwischen 30 und 60 min.
Die Bedeutung der Entwicklungeine ergänzende Methode ing myokardialen Ischämie und Reperfusion in einem Mausmodell der Bestätigung hat tiefgreifende Auswirkungen auf die Konsistenz und Reproduzierbarkeit der Daten in myokardialen Ischämie / Reperfusion-Studien. Die derzeitige Praxis der optisch das Herz für eine Veränderung der Gewebefarbe zu beobachten ist nicht ausreichend, als Stand-alone-Diagnose. Zusätzlich wird der Reperfusion nach Entfernen des Schlauchs und Naht nicht garantiert. Obwohl die Arterie ist nicht mehr abgebunden, kann die Arterie während des Verfahrens nachhaltig geschädigt haben und unmöglich werden kann reperfuse. Es wäre vorteilhaft, eine Aufzeichnung von Veränderungen im Elektrokardiogramm zu haben Reperfusion, um zu bestätigen, anstatt sich auf Beobachtungen der myokardialen Blässe und rubor (rote Farbe). Herzen, die dann schnell markiert werden nicht die Marker der Ischämie / Reperfusion Verletzungen zeigen kann, und eine Entscheidung darüber, wie die Ermittler gehen kann gemacht werden.
Schließlich ändert sich im gesamten th von der Basislinie eine Aufzeichnung der EKG-Einrichtunge ischämischen und Reperfusions-Perioden ermöglicht Ermittler das Herz nach der ersten Operation zu überwachen, um fortzufahren. Die Ermittler derzeit aus den Augen Herz verlieren, sobald die Operation beendet ist. EKG ist eine einfache Möglichkeit, Einblick in die Veränderungen in den Myokard Stunden nach der Operation zu Tage auftreten, zu gewinnen. EKG zu den Zeitpunkten aufgezeichnet nach der Operation späten Entwicklung Q-Wellen anzeigt, fortgesetzt oder eine Verschlechterung Absterben von Gewebe offenbaren könnte. Allerdings effektiv Gage neue oder sich verschlechternde Elektrokardiographie-Marker, muss ein Basis-EKG zum Vergleich zur Verfügung stehen.
Dieses Protokoll wird zeigen, wie man sich vorbereiten, zu erhalten, und das EKG interpretieren Ischämie und Reperfusion der Maus Herz mit 8 bestätigen - 12 Wochen alten männlichen C57BL / 6-Mäuse.
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Alle chirurgischen Eingriffe an Tieren durchgeführt , sollte mit Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren 13 oder einer anderen geeigneten ethischen Richtlinien entsprechend durchgeführt werden. Protokolle sollten von der Tierschutzausschusses bei der entsprechenden Institution, bevor Sie fortfahren genehmigt werden.
1. Vorbereitung für die EKG
HINWEIS: Bevor Sie beginnen, don persönliche Schutzausrüstung einschließlich der Handschuhe, Brillen und einem sauberen Laborkittel oder Einweg-Kleid.
2. Der Erwerb der EKG
3. Chirurgische Verfahren und Aufnahme-EKG
4. Bestätigung der Reperfusion EKG Verwendung
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Eine normale Maus - ECG ist in Figur 2 mit alphabetischen Markierungen für elektrische Ereignisse P, Q, R, S, J und T. P angezeigt ist die anfängliche Vorhofdepolarisation. QRS ist die Welle der Depolarisation über den Ventrikeln. J ist eine frühe Repolarisation und T heterogenen Repolarisation stellt auch als Recovery - 11 bekannt. Es ist zu beachten , dass viele Labors verwenden Sie nicht die J-Welle Nomenklatur und stattdessen beziehen sich auf die SJT-...
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Mit EKG-Veränderungen als eine ergänzende Methode für myokardiale Ischämie und Reperfusion bestätigt die genaue Platzierung des verdeck Ligatur gewährleistet. Die Genauigkeit der Ligatur Platzierung ist entscheidend für die Datenvariabilität unter den Tieren zu reduzieren. Die LAD in einem Maus-Herz ist eine schwierige Arterie zu visualisieren. Daher kann mit Veränderungen im Elektrokardiogramm visuelle Blässe Ergänzung wird dazu beitragen, die korrekte Platzierung der Ligatur und daraus resultierende Gewebes...
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The authors have nothing to disclose.
This work was supported by Merit Review awards (BX002332 and BX000640) from the Biomedical Laboratory Research and Development Service of the Veterans Affairs Office of Research and Development, National Institutes of Health (R15HL129140), and funds from Institutional Research and Improvement account. The project is supported in part by the National Institutes of Health grant C06RR0306551.
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
Vevo 1100 | Fujifilm Visual Sonics | Echocardiography Machine | |
Mouse Handling Plate | Fujifilm Visual Sonics | Heated ECG plate | |
Signa-Gel | Highly Conductive Multi- | ||
Electrode Gel | Parker | 15-25 | Purpose Electrolyte |
Transpore Medical Tape | 3M | 1527-0 | |
PI-Spray II | Pharmaceutical Innovations | NDC 36-2013-25 | Cleaning agent for ECG plate |
C57Bl6 Mice | The Jackson Laboratory | 000664 | Male, 8 - 12 wk |
IsoThesia-Isoflurane | Henry Schein | NDC 1169-0500-1 | |
Excel | Microsoft | ||
Systane Nighttime Lubricant Eye Ointment | Alcon | 65050935 | |
7-0 Perma-Hand Silk Sutures | Ethicon | 640.O32 | |
5-0 Perma-Hand Silk Sutures | Ethicon | K809.O32 | |
Surgical Scissors | ROBOZ | RS-5881 | |
Forceps | Fine Science Tools | 11052-10 | |
Gauze | Bio Nuclear Diagnostics Inc | DIS-022B | |
Needle Holder | Fine Science Tools | 12565-14 | |
Buprenex CIII | Patterson Veterinary | 0-891-9756 | Buprenorphine Hydrochloride Analgesic |
Betadine | Purdue Products | 67618-150-08 | |
Nair | Church and Dwight Co. | NRSL-22339-05 |
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